답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.소금​과 설탕의 가장 큰 차이는 결합 방식에 있어요. 소금은 나트륨 이온과 염화 이온이 정전기적 인력으로 결합되어 있는 이온 결합 물질입니다. 반면 설탕은 탄소, 수소, 산소가 전자를 공유하며 결합한 공유결합 물질입니다.​소금은 물에 녹으면 전기적 성질을 띤 이온으로 분리되어 전류를 흐르게 하는 전해질 물질이지만 설탕은 물에 녹아도 이온으로 쪼개지지 않고 분자 형태를 그대로 유지하기 때문에 전기가 통하지 않는 비전해질 물질입니다.​또한, 소금은 이온 간의 결합이 매우 강해 녹는점이 높으며, 아무리 가열해도 타지 않습니다. 하지만 설탕은 분자 간의 인력이 비교적 약해 녹는점이 낮고, 계속 가열하면 열분해되면서 갈색의 캐러멜로 변합니다.​마지막으로 맛이 다른 이유는 우리 혀가 두 물질을 인식하는 방식이 다르기 때문입니다. 소금에서 나온 나트륨 이온은 혀의 세포막을 직접 통과해 짠맛을 내지만, 설탕 분자는 미각 세포 표면의 수용체와 결합하여 뇌에 단맛 신호를 보냅니다. 결국 분자 수준의 구조적 차이가 전혀 다른 성질을 만들어내는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.모든 원소의 원자핵 속에 있는 양성자와 중성자의 수가 항상 똑같은 것은 아니예요. 헬륨, 탄소, 산소처럼 비교적 가벼운 원소들은 양성자와 중성자의 개수가 원자핵 속에 같은 수로 있을 때 가장 안정적인 상태를 유지합니다. 예를 들어 헬륨은 양성자 두 개와 중성자 두 개를 가지고 있고, 탄소도 각각 여섯 개씩 가지고 있어요.​하지만 원소가 무거워질수록 양성자들은 모두 양전하를 띠고 있어서 서로 밀어내려는 힘이 강하게 작용하기 태문에 원소가 무거워지면 양성자 개수가 많아지면 밀어내는 힘이 엄청나게 커지고, 이때 전하를 띠지 않으면서 원자핵을 뭉치게 도와주는 중성자가 양성자보다 훨씬 더 많아지게 됩니다. 그래서 무거운 원소인 금은 양성자가 79개인데 중성자는 118개나 되고, 우라늄은 양성자 92개에 중성자가 146개나 존재합니다.​그렇다고 이 개수들이 완전히 무작위로 정해지는 것은 아니고 원자핵이 깨지지 않고 안정 상태를 유지할 수 있는 최적의 비율이 원소마다 정해져 있습니다. 한 원소 안에서 중성자 개수가 몇 개씩 차이 나는 동위원소들이 존재하기도 하지만, 중성자가 너무 많거나 적어서 이 균형이 깨지면 원자핵이 불안정해져 방사선을 내뿜으며 붕괴하게 되기도 합니다. 즉, 무거울수록 중성자가 많아지며 철저한 물리적 안정성 법칙에 따라 개수가 결정됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.갓 구운 식빵이 딱딱해지는 이유은 녹말의 화학적 구조 변화 때문입니다. 밀가루의 녹말은 오븐에서 열과 수분을 가하면 그 결정 구조가 풀어져 말랑해지는 과정을 거칩니다. 하지만 빵이 식으면 녹말 분자들은 다시 원래의 단단한 결정 구조로 되돌아가려는 성질이 있습니다. 이 과정에서 녹말 사이에 있던 수분이 밖으로 빠져나와 구조가 단단하게 뭉치게 됩니다. 그러기 때문에 빵을 밀폐하지 않으면 수분이 공기 중으로 증발해 버려 겉과 속이 모두 돌처럼 굳어버리는 것입니다.​이러한 현상은 영상 1도에서 5도 사이인 냉장실 온도에서 가장 빠르게 일어나기 때문에 먹고 남은 식빵을 부드럽게 오래 보관하려면 냉장실이 아닌 냉동실에 밀봉하여 얼려두어야 합니다. 영하의 온도에서는 녹말 분자가 굳는 현상이 정지되기 때문이며, 얼린 빵을 다시 가열하면 수분과 열에 의해 다시 호화가 일어나 원래의 말랑한 식감을 즐길 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.레티놀과 레티날에 대해 설명 드릴께요. 레티놀과 레티날 모두 비타민 A 계열 성분입니다. 둘 다 피부 세포의 재생을 도와 주름과 탄력을 개선해 주는 성분입니다. 피부에서흡수된된 후에 최종 활성 상태로 변환되어야 효과가 나타나는데, 이 변환 단계에서차이가가 있습니다.레티놀은 피부 속에서 두 단계를 거쳐 변환되므로 효과가 완만하게 나타나고 자극이 적습니다. 반면 레티날은 한 단계만 거치면 되기 때문에 효과가 훨씬 빠르게 나타나지만 피부가 따갑거나 붉어지는 자극을 유발할 확률도 더 높습니다.​처음 사용할 때는 피부가 적응할 시간이 필요하므로 아주 소량만 짜서 수분크림에 섞어 이틀에 한 번꼴로 밤에만 바르는 것이 좋습니다. 피부가 적응하면 매일 밤 사용하는 것으로 늘리되, 성분의 특성상 일시적으로 피부가 건조해지고 자외선에 취약해지므로 보습제를 평소보다 듬뿍 바르고 다음 날 아침에는 자외선 차단제를 반드시 챙겨 발라야 합니다.임산부나 수유부는 태아에게 영향을 줄 수 있어 사용하지 않는 것이 안전합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.리튬 이온 배터리의 충전과 방전은 리튬 이온과 전자가 양극과 음극을 오가는 과정을 말합니다. 배터리를 충전할 때는 외부 전기에너지를 이용해 양극에 있던 리튬 이온과 전자를 분리하고, 분리된 이온은 내부 전해액을 통해, 전자는 외부 전선을 통해 음극으로 이동해 흑연 구조 사이에 갇힙니다. 이처럼 에너지를 화학적 위치 에너지가 높은 상태로 가둬 두는 것이 충전이고, 반대로 방전은 음극에 갇혀 있던 이온과 전자가 원래의 안정적인 양극으로 되돌아가는 과정을 말하며, 이때 전자가 전선을 타고 흐르는 과정이 우리가 쓰는 전기가 됩니다.하지만 이 과정을 반복하면 배터리 수명이 줄어듭니다. 충전과 방전 시 전해액과 리튬이 반응하면서 음극 표면에 미세한 피막이 형성되는데, 이것이 점차 두꺼워지면 리튬 이온들이 내부에 갇혀 움직일 수 없게 됩니다. 동시에 이온이 전극 구조를 지속적으로 드나들면서 전극 자체가 미세하게 뒤틀리고 균열이 생겨 이온을 받아줄 공간도 파괴됩니다. 이 과정에서 결국 배터리 용량이 감소하게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.수소연료전지는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 만들어 내는 장치입니다. 보통의 배터리처럼 전기를 저장하는 것이 아니고 연료를 공급받아 전력을 만드는 발전기와 같은 역할을 하는 것입니다.기본 원리는 물의 전기분해 과정의 반대 과정으로 연료전지 내부에는 두 개의 전극인 연료 전극과 공기 전극이 있고, 그 사이에 이온만 통과시키는 전해질막이 있습니다. 먼저 연료 전극에 수소 가스를 공급하면, 수소 분자가 촉매를 만나 수소 이온과 전자로 분리되고 분리된 수소 이온은 전해질막을 통과해 반대편 공기 전극으로 이동합니다. 반면 전자는 전해질막을 통과하지 못하고 외부 전선을 통해 돌아가게 되는데, 이 과정에서 전자의 흐름이 발생하며 우리가 사용하는 전류, 즉 전기가 만들어 지는 것입니다.마지막으로 공기 전극에 공급된 산소는 전선을 타고 넘어온 전자, 그리고 전해질막을 거쳐 온 수소 이온과 결합하여 최종적으로 물을 생성합니다. 이처럼 수소연료전지는 수소와 산소가 결합해 물이 되는 자연스러운 화학 반응을 이용하므로 오염 물질을 전혀 배출하지 않고 전기를 얻을 수 있는 친환경적인 기술입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.높은 산에서 부탄가스 버너의 화력이 약해지고 가스통이 쉽게 차가워지는 현상은 기압 저하와 가스의 기화 열역학적 특성 때문에 발생합니다.부탄가스통 내부에는 가스가 높은 압력으로 압축되어 액체 상태로 들어있습니다. 버너를 켜면 액체 가스가 기체로 변하며 분출되는데, 이때 주변의 열을 흡수하는 기화열 현상으로 인해 가스통이 차가워집니다. 높은 산은 평지보다 기압이 낮기 때문에 액체가 기체로 변하는 속도가 훨씬 빨라집니다. 가스가 순식간에 기화하면서 주변 열을 급격하게 빼앗아가므로 가스통이 평지보다 훨씬 더 빠르게 얼어붙듯 차가워지는 것입니다.이렇게 가스통의 온도가 지나치게 떨어지면 화력이 약해지는 원인이 됩니다. 부탄가스는 온도가 낮아지면 기화가 잘 되지 않는 성질이 있습니다. 기압이 낮아 초반에는 가스가 빠르게 기화했지만, 그 결과 가스통 자체가 너무 차가워지면서 점차 액체 가스가 기체로 증발하지 못하게 가로막는 역효과가 일어납니다. 결국 버너로 공급되는 가스의 양이 줄어들어 불꽃이 약해집니다.여기에 고지대의 낮은 기압과 평지보다 부족한 산소량으로 인해 가스가 제대로 타지 못하는 불완전 연소까지 더해지면서 전체적인 화력이 눈에 띄게 떨어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.평소와 똑같이 스마트폰을 사용한 것 같아도 유독 배터리가 빨리 닳는 날이 있는 것은 기분 탓이 아니라 기기 내부와 외부 환경에 실제 변화가 생겼기 때문입니다.가장 큰 원인은 눈에 보이지 않는 백그라운드 앱의 구동입니다. 사용자가 앱을 종료했더라도 일부 앱은 완전히 닫히지 않고 백그라운드에서 자동 업데이트, 데이터 동기화, 위치 추적 등을 지속합니다. 특히 특정 앱이 알 수 없는 오류로 인해 무한 루프 상태에 빠지면, 스마트폰의 두뇌인 프로세서가 쉬지 않고 가동되면서 전력을 극심하게 소모하게 됩니다.주변의 네트워크 신호 강도 역시 결정적인 요인입니다. 지하 주차장, 엘리베이터, 고층 건물 내부나 신호가 미약한 교외 지역에 머무를 때 스마트폰은 기지국과의 연결을 유지하기 위해 평소보다 안테나 출력을 무리하게 높입니다. 이 과정에서 전력 소모가 평상시의 몇 배로 급증하므로, 본인은 스마트폰을 주머니에 넣어두고 전혀 쓰지 않았더라도 배터리가 순식간에 줄어들 수 있습니다.주변 온도와 화면 밝기의 변화도 영향을 미칩니다. 배터리는 화학 반응으로 작동하기 때문에 너무 춥거나 더운 환경에 노출되면 효율이 급격히 떨어집니다. 또한 햇빛이 강한 야외에서 화면 자동 밝기 기능이 작동해 디스플레이가 최대 밝기를 유지했다면, 평소와 같은 시간 동안 화면을 켰더라도 전력은 훨씬 더 많이 소모됩니다. 결국 사용자가 인지하지 못한 미세한 환경 차이가 배터리 소모량의 큰 차이를 만들어냅니다.

여름철 바닷가에서 낮에는 뜨겁던 모래사장이 밤이 되면 바닷물보다 훨씬 빠르게 차가워지는 현상은 물질마다 고유하게 가진 비열의 차이 때문에 발생합니다.비열이란 어떤 물질 1그램의 온도를 1도 올리는 데 필요한 열량을 의미합니다. 비열이 큰 물질은 온도를 변화시키는 데 많은 에너지가 필요해서 온도가 쉽게 오르거나 내리지 않고 천천히 변합니다. 반대로 비열이 작은 물질은 적은 열량으로도 온도가 쉽게 오르내립니다.바닷물의 주성분인 물은 지구상에서 비열이 매우 큰 물질에 속하는 반면, 모래사장을 이루는 모래의 비열은 물의 대략 5분의 1 수준으로 매우 작습니다.낮 동안에는 두 물질 모두 태양열을 받는데, 모래는 비열이 작아 온도가 급격히 상승해 뜨거워지지만 바닷물은 온도가 천천히 오릅니다. 해가 지고 밤이 되면 더 이상 열이 공급되지 않아 두 물질 모두 열을 방출하며 식기 시작합니다. 이때 비열이 작은 모래는 붙잡고 있는 열량이 적어 온도가 순식간에 떨어지며 빠르게 차가워집니다. 반면 비열이 큰 바닷물은 낮에 저장해 둔 열량이 많고 온도가 서서히 떨어지기 때문에 밤이 되었을 때 모래사장이 바닷물보다 훨씬 차갑게 느껴지는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.아스피린이 심혈관 질환 예방에 쓰이는 이유는 혈소판의 응집을 막아 혈전 생성을 차단하기 때문입니다. 아스피린은 혈소판 내 효소를 억제하여 혈액을 뭉치게 하는 물질의 합성을 방해합니다. 이로 인해 혈관이 막히는 심근경색이나 뇌졸중 같은 급성 질환을 예방하는 데 탁월한 효과를 보입니다.​하지만 이러한 지혈 억제 작용은 치명적인 부작용을 동반합니다. 가장 대표적인 것이 위장관 출혈입니다. 아스피린은 위점막을 보호하는 물질의 생성까지 막기 때문에 위벽이 산에 쉽게 손상되고, 작은 상처에도 큰 출혈로 이어질 수 있습니다. 또한 일부 환자에게서는 기관지를 수축시키는 물질이 과다 분비되어 심한 천식 발작을 일으키거나 두드러기 같은 과민반응을 유발하기도 합니다.​따라서 임상에서는 환자의 상태에 따라 득과 실을 철저히 비교하여 처방합니다. 이미 심장병이나 뇌졸중을 앓았던 환자는 재발 위험이 더 크므로 평생 복용하는 2차 예방 요법이 필수적입니다. 반면 질환이 없는 건강한 사람의 선제적 복용은 출혈 위험이 더 커서 최근에는 권장하지 않는 추세입니다. 출혈 위험이 높은 환자에게는 위장 보호약을 함께 처방하거나 장에서 녹는 알약을 사용하여 부작용을 최소화하고 있습니다.